Dureza del grano de maíz: un análisis sobre su determinación y aplicación para distintos usos
DOI:
https://doi.org/10.14409/fa.2025.24.e0039Palavras-chave:
maíz, dureza endospermática, proteína, almidónResumo
La producción de maíz posee una amplia gama de usos, desde el consumo directo por el ganado, hasta el procesamiento industrial para la elaboración de productos para consumo animal, humano, producción de bioetanol, y otras aplicaciones industriales. El mayor destino del grano es la alimentación animal, que representa aproximadamente el 60% de la producción global. Otros usos industriales del maíz incluyen la molienda seca, la molienda húmeda y la producción de bioetanol. La calidad de los granos se define en función del destino final de los mismos. Cada industria requiere granos con una composición y textura particulares. En ese sentido, la dureza endospermática juega un rol esencial en la determinación de la calidad para diferentes usos. La dureza es un rasgo que está determinado principalmente por el genotipo, pero también lo determina el ambiente postfloración, y la interacción entre ambos. En esta revisión se abordarán los requerimientos de calidad de grano, particularmente de dureza, para cada una de los usos, así como los factores genéticos y ambientales que determinan la dureza en maíz.
Referências
Abdala, L. J., Alvarez Prado, S., Donadio, P., & Borrás, L. (2024). Maize yield and dry milling grain quality trade‐offs in Argentinean flint germplasm. Crop Science, 64(1), 149-163.
Abdala, L.J., Gambín, B.L., Borrás, L. (2018a). Sowing date and maize quality milling. Europ. J. Agron. 92, 1-8.
Abdala, L. J., Vitantonio-Mazzini, L. N., Gerde, J. A., Ribes, F. M., Murtagh, G., & Borrás, L. (2018b). Dry milling grain quality changes in Argentinean maize genotypes released from 1965 to 2016. Field Crops Research, 226, 74-82.Actis, M. (2007). Calidad industrial de maíz colorado duro para elaboración de “corn flakes”: influencia del ambiente y el manejo del cultivo en el rendimiento de “flaking grits” y las propiedades térmicas del almidón. Tesis para obtener el grado de Magister Scientiae. Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Mar del Plata. 171 p.
Actis, M.Farroni, A., Andrade, F.H., Valentinuz, O., Cirilo, A. 2020. Composition and thermal properties of starch in flint maize (Zea mays, L.) kernels: location and crop management effects. RIA. Rev. investig. agropecu., 46, n.1, pp.38-49.
Andrade, F.H., Uhart, S., Cirilo, A. (1993). Temperature affects radiation use efficiency in maize. Field Crops Res. 32, 17-25.
Arriaga-Pérez, W., Gaytán-Martínez, M., Reyes-Vega, M.L. 2019. Métodos para medir la dureza del grano de maíz: Review. Revista de la Universidad Autónoma de Querétaro, año 12, nº2, 67- 78.
Bettge, A.D., Morris, C.F. (2000). Relationships among grain hardness, pentosane fractions, and end- use quality of wheat. Cereal Chem., 77(2), 241- 247.
Borrás, L. Curá, J.A., Otegui, M.E. (2002). Maize kernel composition and post-flowering source-sink ratio. Crop Sci. 42, 781-790.
Borrás, L., Caballero- Rothar, N., Saenz, E., Segui, M., Gerde, J.A. (2022). Challenges and opportunities of hard endosperm food grade maize sourced from South America to Europe. European J. Agronomy, 140, 126596. https://doi.org/10.1016/j.eja.2022.126596
Bothast, R. J., Schlicher, M. A. (2005). Biotechnological processes for conversion of corn into ethanol. Applied Microbiology and Biotechnology, 67(1), 19-25. https://doi.org/10.1007/s00253-004-1819-8
Caballero-Rothar, N.N., Abdala, L.J., Borrás, L., Gerde, J.A. (2019). Role of yield genetic progress on the biochemical determinants of maize kernel hardness. J. of Cereal Sci., 87, 301-310.
Cabañas-Ojeda, J., Mejia-Abaunza, N., Lozano-Cruz, P.A., Aragão-Netto, V., Brown, S., Rubio, A., Fahrenholz, A., Oviedo-Rondón, E. 2023. Corn kernel hardness and drying temperature affect particle size post-hammer-milling and pellet quality in broiler and swine diets, Animal Feed Sci and Tech., 304, 2023,115744, https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2023.115744.
Cerrudo A., Martínez R.D., Izquierdo N., Cirilo A.G., Valentinuz, O., Andrade F.H. (2013). Relación entre el rendimiento y la concentración de proteína en grano de maíz. II Workshop Internacional de Ecofisiología de Cultivos Aplicada al Mejoramiento Vegetal Raíces/UIB-INTA/SAFV. Mar del Plata, 26 y 27 agosto 2013. Versión CD.
Cerrudo, A., Martínez, D., Izquierdo, N.G., Laserna, M.P., Cirilo, A., Reinoso, L., Valentinuz, O., Balbi, C., Andrade, F. (2017). Environmental contribution to kernel hardness and yield of three contrasting maize hybrids. Crop Sci. 57, 2788-2798.
Chandrashekar, A., Mazhar, H. (1999). The biochemical basis and implications of grain strength in sorghum and maize. Cereal Sci. 30, 193-207.
Cirilo, A.G., Actis, M., Borrás, F.S., Robutti, J.L., Andrade, F.H., Valentinuz, O.R. (2011). Crop management affects dry-milling quality of flint maize kernels. Field Crops Res. 122(2), 140-150.
Cirilo, A.G.; Andrade F.H. (1996). Sowing date and kernel weight in maize. Crop Sci. 36, 325-331.
Cirilo, A.G., Andrade, F.H. (1998). Maíz. En: Aguirrezábal, L. A. N., Andrade, F. H. (Eds). Calidad de productos agrícolas. Bases ecofisiológicas, genéticas y de manejo agronómico. FCA, UNMdP y EEA- Balcarce, INTA. Pág. 76- 125.
Cirilo, A.G., Cerrudo, A. (2014). Calidad en maíz Flint: importancia de la nutrición nitrogenada del cultivo. En: Manejo eficiente del nitrógeno en maíces Flint. Borrás, L. (Ed.). pp. 49-59.
Cirilo, A., Izquierdo, N.G. (2023). Calidad del grano. En: Andrade, F.H., Otegui, M.E., Cirilo, A., Uhart, S.(Eds.) Ecofisiología y manejo del cultivo de maíz. Capítulo 15, pp. 385-409. ISBN 978-987-88-8326-7.
Correa, C.E.S., Shaver R.D., Pereira M.N., Lauer J.G., Kohn K. (2002). Relationship between corn vitreousness and ruminal in situ starch degradability. Journal of Dairy Science 85 (11), 3008–3012. doi:10.3168/jds.S0022-0302(02)74386-5.
Correndo, A.A., Fernandez, J.A., Vara Prasad, P.V., Ciampitti, I.A.. (2021). Do Water and Nitrogen Management Practices Impact Grain Quality in Maize?. Agronomy 11, (9), 1851. https://doi.org/10.3390/agronomy11091851
Davis, K. (2001).Corn milling, processing and generation of co-products. In: 62ndMinnesota Nutrition Conference, Minnesota Corn Growers Association Technical Symposium, Bloomington, MN.
Dombrink- Kurtzman, M.A., Knutson, C.A. (1997). A study of maize endosperm hardness in relation to amylose content and susceptibility to damage. Cereal Chem. 74, 776- 780.
Duarte, A.P., Mason, S.C., Jackson, D.S., Kiehl, J.C. (2005). Grain quality of Brazilian maize genotypes as influenced by nitrogen level. Crop Sci. 45, 1958–1964. doi:10.2135/crop-sci2004.0587
Esen, A. (1987). A proposed nomenclature for the alcohol- soluble proteins (zeins) of maize (Zea mays L.). J. Cereal Sci. 5 (2), 117- 128.
Eyherabide, G.H., Robutti, J.L., Borrás, F.S. (1996). Effect of near-infrared trasmission-based selection on maize hardness and the composition of zeins. Cereal Chemistry, 73, 775-778.
Eyhérabide, G.H., Robutti, J.L., Percibaldi, N.M., Presello D.A., Alvarez M. del P. (2004). Association between grain yield and endosperm hardness in maize cultivars. Maydica 49, 319-326.
FAO. (2021). Global cereal supply and demand brief. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. https://www.fao.org/worldfoodsituation/csdb/en/
FAO STAT. (2023). Cultivos y productos de ganadería. URL: https://www.fao.org/faostat/es/#data/QCL
Gambín, B.L., Borrás, L., Otegui, M.E. (2006). Source-sink relations and kernel weight differences in maize temperate hybrids. Field Crops Res. 95, 316-326.
Gamlath, J., Aldred, G.P., Panozzo, J.F. (2008). Barley (1_3; 1_4)- β- glucan and arabinoxylan content are related to kernel hardness and water uptake. J. Cereal Sci. 47, 365- 371.
Gerde, J.A., Tamagno, S., Di Paola, J.C., Borrás, L. (2016). Genotype and nitrogen effects over maize kernel hard¬ness and endosperm zein profiles. Crop Sci. 56, 1225–1233. doi:10.2135/cropsci2015.08.0526
Gerde, J.A., Spinozzi, J.I., Borrás, L. (2017). Maize kernel hardness, endosperm zein profiles, and ethanol production. BioEnergy Research, 10, 760-771.
Gooding, M.J., Davies, W.P. (1997). Wheat production and utilization. CAB Int., Wallingford, Uk. 3350.
Hall, A.J., Rebella, C.M., Ghersa, C.M., Culot, J.P. (1992). Field-crops systems of the Pampas. En: Pearson CJ (Ed.) Field Crop Ecosystem. Elsevier, Amsterdam, pp 413-450.
Huntington G.B., Harmon D.L., Richards C.J. (2006). Sites, rates, and limits of starch digestion and glucose metabolism in growing cattle. Journal of Animal Science 84(13), E14–E24. doi:10.2527/2006.8413_supplE14x
Ingle J., Beitz, D., Hageman, R.H. (1965). Changes in composition during development and maturation of maize seeds. Plant Physiology, 40,835-839.
James, M.G., Denyer, K., Myers, A.M. (2003). Starch synthesis in the cereal endosperm. Curr. Opin. Plant Biol. 6, 215–222.
Laserna M.P., Cerrudo A., González Belo R., Cirilo A., Andrade F.H., Martínez D., Izquierdo N. 2025. Post-flowering environment determines zein composition and kernel hardness in maize. J. Cereal Sci.,104152. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2025.104152.Laserna, P., Cirilo, A., Izquierdo, N.G., Martínez, D., Cerrudo, A., Andrade, F. (2018). El ambiente de producción modifica la expresión de la calidad de maíz Flint. En: “Manejo de Maíz Flint”. Editor: Lucas Borrás. Pp 47.58.
Laserna, P., González Belo, R., Yakoncic, Z., Blanco, J., Andrade, F.H., Izquierdo, N.G. (2022). Efecto del retraso en la fecha de siembra sobre el contenido de fibra dietética en maíz (Zea Mays L.). XII Congreso Nacional de Maíz. 8, 9 y 10 de noviembre de 2022. Pergamino.
Laserna, M.P., González Belo, R., Cerrudo, A., Izquierdo, N. (2023). Effect of the delay in sowing date on the content and quality of arabinoxylans in corn (Zea mays, L.) and its relation with kernel hardness. XXXIV Reunión Argentina de Fisiología vegetal. Rosario. Septiembre 2023.
Laserna, M.P., Izquierdo, N., Cerrudo, A., Andrade, F.H., Cirilo, A. (2020). Dynamics of zein proteins in maize and kernel hardness as affected by environmental conditions. III Spanish Symposium on physiology and breeding of cereals. 17 y 18 de noviembre de 2020. Pamplona, España.
Lending, C.R., Larkins, B.A. (1989). Changes in the zein composition of protein bodies during maize endosperm development. Plant Cell. 1, 1011-1023.
Lenihan, E., Pollak, L., White, P. (2005). Thermal properties of starch from exotic-by-adapted corn (Zea mays L.) lines grown in four environments. Cereal Chem. 82, 683-689.
MAGyP. (2010). Maíz: Reglamento Técnico de Identidad de Maíz Flint o Plata. Norma XXIX. Resolución 757/97. Boletín Oficial 13/10/97. http//:www.infoleg.gov.ar.
McAllister T.A., Phillippe R.C., Rode L.M., Cheng K.J. (1993). Effect of the protein matrix on the digestion of cereal grains by ruminal microorganisms. J. .Animal Sci. 71(1), 205–212.
McAllister T.A., Ribeiro G. (2013). Microbial strategies in the ruminal digestion of starch. En: Proceedings of 50th Annual Meeting Brazilian Society Animal Science, Campinas, Brazil. ed. Revista Brazileira de Zootecnia. p 140–151.
Martínez, D., Cirilo, A., Cerrudo, A., Andrade, F., Reinoso, L., Valentinuz, O., Balbi, C., Izquierdo, N.G. (2017). Changes of starch composition by postflowering environmental conditions in kernels of maize hybrids with different endosperm hardness. Europ. J. Agron. 86, 71-77.
Martínez, R.D., Cirilo, A., Cerrudo, A., Andrade, F.H., Izquierdo, N. (2019). Discriminating post-silking environmental effects on starch composition in maize kernels. J. Cereal Sci. 87, 150- 156.
Martínez, R.D., Cirilo, A., Cerrudo, A., Andrade, F.H., Izquierdo, N. (2022). Environment affects starch composition and kernel hardness in temperate maize. J Sci Food Agric 102, 5488–5494.
Moreau, R. A., Hicks, K. B., & Powell, M. J. (1999). Effect of heat pretreatment on the yield and composition of oil extracted from corn fiber. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 47(7), 2869-2871. https://doi.org/10.1021/jf981186c
Odukoya, J.O., De Saeger, S., De Boevre, M., Adegoke, G.O., Audenaert, K., Croubels, S., Antonissen, G., Odukoya, J.O., Njobeh, PB. 2022. Influence of nixtamalization cooking ingredients on the minerals composition of nixtamalized maize and sorghum. J.Cereal Sci., 103, 103373. Paiva, E., Kriz, A. L., Peixoto, M. J. V. V. D., Wallace, J. C., Larkins, B. A. (1991). Quantitation and distribution of γ-zein in the endosperm of maize kernels. Cereal Chem. 68 (3), 276- 279.
Perry, T.W. (1988). Corn as a livestock feed. En: Corn and corn improvement. Sprague, G. F., Dudley, J. W. (Eds.). ASA-CSSA-SSSA. Agronomy Monograph N° 18, 3rd. edition. Pág. 941- 963.
Philippeau C., Le Deschault de Monredon F., Michalet-Doreau B. (1999). Relationship between ruminal starch degradation and the physical characteristics of corn grain. Journal of Animal Science 77(1), 238–243.
Qiao, M., Xu, Y., Xia, G., Su, Y., Lu, B., Gao, X., Fan, H. 2022. Determination of hardness for maize kernels based on hyperspectral imaging. Food chemistry, 366, 130559. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.130559
Renewable Fuels Association (RFA). (2022). Annual Industry Outlook. https://ethanolrfa.org/wp-content/uploads/2022/03/RFA_Outlook_2022.pdf
Robutti J.L., Borrás, F.S., Colazo, J.C. (1994). Las zeínas de alto contenido de azufre y su relación con la textura endospérmica del maíz. INTA, Argentina. RIA 25, 105-114.
Robutti, J.L., Borrás, F.S., Eyhérabide, G.H. (1997). Zein composition of mechanically separated coarse and fine portions of maize kernels. Cereal Chemistry 74, 75-78.
Robutti, J.L., Borrás, F.S., Ferrer, M.E., Percibaldi, N.M., Knuston, C.E. (2000). Evaluation of quality factors in Argen¬tine maize races. Cereal Chem. 77, 24–26.
Rusoci, N.E., Cerrudo, A., Montiel, D., Izquierdo, N., Pavan, E. (2024). Ruminal degradation of maize starch is affected by sowing date. Animal Production Science 64, AN21601. doi:10.1071/AN21601.
Saenz, E., Abdala, L., Borrás, L., Gerde, J.A. (2020). Maize kernel color depends on the interaction between hardness and carotenoid concentration. J. Cereal Sci. 91, 102901.
Serignese, A.D., Pescio, F.E. (1995). Maíz duro colorado. Una alternativa interesante. Serie Divulgación Nro. 1. Dirección de Producción Agrícola. Secretaría de Agricultura, Ganadería y Pesca. 35 p.
Shewry, P.R., Halford, N.G. (2002). Cereal seed storage proteins: structures, properties and role in grain utilization. J. Exp. Bot. 53, 947- 958.
Shukla, R., Cheryan, M. 2001. Zein: the industrial protein from corn. Industrial Crops and Products 13, 171–192.
Singh, V., Eckhoff, S.R. (1996). Wet milling of corn: A review of laboratory-scale and pilot plant research. Cereal Chemistry, 73(5), 659-667.
Slavic, M., Margetic, A., Dojnov, B., Vujcic, M., Misic, M., Bozic, N., Vujcic, Z. 2023. Modified simultaneous saccharification and fermentation for the production of bioethanol from highly concentrated raw corn starch. Fuel 338, 127363. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.138155
Tamagno, S., Greco, I. A., Almeida, H., & Borrás, L. (2015). Physiological differences in yield related traits between flint and dent Argentinean commercial maize genotypes. European Journal of Agronomy, 68, 50-56.
Wallace, J.C., Lopes, M.A., Paiva, E., Larkins, B.A. (1990). New methods for extraction and quantitation of zeins reveal a high content of -zein in modified opaque-2 maize. Plant PhysioI. 92, 191-196.
Watson, S.A., Ramstad, P.E. (1987). Corn: Chemistry and Technology. AACC. St. Paul, Minnesota, USA.
Wringley, C.; Corke, H.; Walker, C.E. (Eds) 2004. Encyclopedia of Grain Science. Academic Press.1392.
Wu, H., Becraft, P.W., Dannenhoffer, J. 2022. Maize Endosperm Development: Tissues, Cells, molecular regulation and Grain Quality Improvement. Frontiers in Plant Sci. 13, 852082. doi: 10.3389/fpls.2022.852082.
Zurak, D., Svečnjak, Z., Gunjević, V., Kiš, G., Janječić, Z., Pirgozliev, V., Grbeša, D., Kljak, K. 2024. Carotenoid content and deposition efficiency in yolks of laying hens fed with dent corn hybrids differing in grain hardness and processing, Poultry Sci, 103 (6), 103750, doi 10.1016/j.psj.2024.103750.
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